diodo semiconductor
Es
el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar practicamente en
cualquier circuito electrónico. Los diodos
se fabrican en versiones de silicio
(la más utilizada) y de germanio.
Constan
de dos partes una llamada N y la
otra llamada P, separados por
una juntura también llamada barrera o unión. Esta barrera o unión es de 0.3
voltios en el germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio.
El diodo se puede puede hacer funcionar de 2 maneras diferentes:
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Polarización directa: Es cuando la corriente que circula
por el diodo sigue la ruta de la flecha (la del diodo), o sea
del ánodo al cátodo. En este caso la corriente atraviesa con mucha facilidad el
diodo comportándose éste practicamente como un corto circuito. |
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Polarización inversa: Es cuando la corriente en el diodo desea circular en
sentido opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o se del cátodo al ánodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, comportándose éste practicamente
como un circuito abierto. |
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NOTA: El
funcionamiento antes mensionado se refiere al diodo ideal, ésto quiere decir que el diodo se toma como un
elemento perfecto (como se hace en casi todos los casos), tanto en polarización
directa como en polarización inversa.
¿Qué aplicaciones
tiene el diodo?
Los diodos tienen
muchas aplicaciones, pero una de la más comunes es el proceso de conversión de
corriente alterna (C.A.) a corriente continua (C.C.). En este caso se
utiliza el diodo como rectificador
Símbolo del
diodo ( A - ánodo K - cátodo)
Tiristor (scr)
El SCR y la corriente continua: Tristor (SCR) (Silicon Controled Rectifier)
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Rectificador controlado de silicio, estos
elementos semiconductores son muy utilizados para controlar la cantidad de potencia que se entrega a una
carga,.donde:
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Tomemos
en cuenta el gráfico siguiente:ver que es un circuito de corriente continua
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Normalmente el SCR se comporta como un circuito abierto
hasta que activa su compuerta (GATE)
con una pequeña corriente (se cierra el interruptor S) y así este conduce y se comporta como un diodo
en polarización directa. |
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Si no existe corriente en la compuerta el tristor no conduce. Lo que sucede después de ser activado el SCR, se queda conduciendo y se
mantiene así. Si se desea que el tristor deje de conducir, el voltaje +V debe
ser reducido a 0 Voltios. |
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Si
disminuimos lentamente la tensión,
el tristor seguirá conduciendo hasta que por el pase una cantidad de
corriente menor a la llamada "CORRIENTE DEMANTENIMIENTO O DE RETENSION",
lo que causará que el SCR deje
de conducir aunque la tensión VG (voltaje de
la compuerta con respecto a tierra no sea cero. Como se puede ver el SCR , tiene dos estados: 1.
Estado de conducción, en donde
la resistencia entre anodo y catodo es muy
baja 2.
Estado de corte, donde la resistencia es muy elevada |
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El SCR y la corriente Alterna 
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Se
usa principalmente para controlar la potencia que se entrega a una carga. (en
el caso de la figura es un bombillo o foco) La fuente de tensión
puede ser de 110V c.a., 120V c.a., 240V c.a. , etc. El circuito R C
produce un corrimiento de la fase entre la tensión de entrada y la tensión en el condensador que es la que suministra la corriente
a la compuerta del SCR. Puede verse que el voltaje
en el condensador (en azul)está atrasado con
respecto al voltaje de alimentación (en rojo)
causando que el tristor
condusca un poco después de que el tristor tenga la alimentación necesaría
para conducir. Durante el ciclo negativo el tristor se abre dejando de
conducir Si se modifica el valor de la resistencia, por ejemplo si utilizamos un potenciómetro, se modifica el desfase que hay entre las dos tensiones antes mencionadas ocasionando que el SCR se active en diferentes momentos antes de que se desactive por le ciclo negativo de la señal. y deje de conducir. |
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resistencia variable
Las resistencias variables se dividen en dos categorías:
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Los potenciómetros y los
reóstatos se diferenciasentresi,entreotrascosas,porlaforman que se
conectan. En el caso de los potenciómetros, estos se conectan en paralelo al
circuito y se comporta como un divisor de
tension Ver la figura.
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Las
resistencias también se pueden dividir tomando en cuenta otras características:
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Si son bobinadas. |
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Si no son bobinadas. |
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de débil disipación. |
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de fuerte disipación. |
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(el amplificador operacional
op.amp.)
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Básicamente el Amp. Op. (Op. Amp.) es un dispositivo amplificador de la diferencia de sus dos
entradas, con una alta ganancia, una impedancia
de entrada muy alta y una baja impedancia
de salida. |
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El Amplificador Operacional utilizado como inversor
Por qué el nombre de inversor?
La razón es muy simple: la señal de salida es igual en forma (no necesariamente
en magnitud) a la señal de entrada, pero invertida
El Amplificador Operacional utilizado como No inversor
A
este tipo de amplificador la señal le entra directamente
a la entrada no inversora (+) y
la resistencia de entrada R1 se
pone a tierra. En este caso la impedancia de entrada es mucho mayor que en el
caso del amplificador inversor.
Seguidor de voltaje
El
seguidor de voltaje, también llamado buffer
es un caso especial de la configuración no inversora. Este tipo de configuración
tiene una alta impedania de entrada,
una baja impedancia de salida y
una ganancia unitaria (1)
Compuerta and [y]
Es
una de las compuertas mas simples dentro de la Electrónica Digital.
Su
representación es la que se muestra en las figuras que vemos en las dos figuras
del lado derecho.
Como
se puede ver tiene dos entradas A
y B, aunque puede tener muchas
más (A,B,C, etc.) y sólo
tiene una salida X.
compuerta nand [noy]
Una compuerta NAND (NO Y) se puede implementar con
la concatenación de una compuerta AND con una compuerta NOT
Símbolo de compuerta NAND Equivalente con compuertas AND y NOT
compuerta or [o]
Es una de las compuertas mas simples dentro de la Electrónica Digital.
compuerta nor [nOo]
Una compuerta NOR (No O)
se puede implementar con la concatenación de una compuerta OR con una
compuerta NOT
Símbolo de compuerta NOR Equivalente con compuertas OR y NOT
compuerta not [no]
Dentro
de la electrónica digital, no se podrían
lograr muchas cosas si no existiera la compuerta NOT (NO), también llamada compuerta inversora, que al igual que las
compuertas AND y OR tiene una importancia fundamental
EL FOTORESISTOR
Otro resistor de características
especiales perteneciente a la familia de los semiconductores, es el
fotoresistor.
Este dispositivo tiene la
característica de ser sensible a la luz ya que cuando el fotoresistor se
encuentra en completa oscuridad presenta una elevada resistencia.
En cambio cuando es afectada por la
luz su resistencia diminuye. De lo anterior desprende que el fotoresistor
ofrece una resistencia que inversamente proporcional a la intensidad de la luz
que le afecta, su símbolo, forma física y aplicación se muestra a continuación.
En el termistor C. P. T. su resistencia interna es inversamente proporcional a la temperatura, es decir, al aumentar la temperatura su resistencia disminuye y al disminuir la temperatura su resistencia aumenta tal como se muestra en la curva siguiente
EL VARISTOR
Otros dispositivos de semiconducción
y de características especiales, es el varistor. Este dispositivo al igual que
el termistor también pertenece a la familia de los semiconductores. Sin
embargo, mientras el termistor es sensible a la temperatura, el varistor es
sensible a la tensión, es decir, su resistencia interna aumenta cuando la
tensión aplicada aumenta. En los diagramas al varistor se representa con las
letras (R. D. V.) a continuación se muestra al símbolo y forma física del
varistor.
FOTODIODO
Como se
ha expuesto, cuando el fotodiodo es polarizado en sentido directo, frece un
comportamiento similar al de un diodo normal.
Resistores
Desde el punto de vista de vista de la resistividad, podemos encontrar
materiales conductores (no presentan ninguna oposición al paso de la corriente
eléctrica), aislantes (no permiten el flujo de corriente), y resistivos (que
presentan cierta resistencia). Dentro de este último grupo se sitúan las
resistores.
Las resistores son componentes
eléctricos pasivos en los que la tensión instantánea aplicada es proporcional a
la intensidad de corriente que circula por ellos. Su unidad de medida es el
ohmio (Ω).
Se pueden
dividir en tres grupos:
Resistores
lineales fijas: su valor de resistencia es constante y está predeterminado por
el fabricante.
Resistores
variables: su valor de resistencia puede variar dentro de unos límites.
Resistores no lineales: su valor de resistencia varia de forma no lineal dependiendo de distintas magnitudes físicas (temperatura, luminosidad, etc.).
CAPACITOR
CAPACITANCIA. Es la razón de la magnitud de la carga enano u otro
conductor con la diferencia de potencial resultante entre ambos conductores.
CAPACITOR. Cualquier dispositivo diseñado para almacenar carga
eléctrica.
FARAD. Unidad de la capacitancia (F) es la transferencia de
carga de un coulomb en un conductor cuando se eleva su potencial en un volt.
RIGIDEZ
DIELECTRICA. Es la intensidad del campo
eléctrico para el cual el material deja de ser un aislador y se convierte en un
conductor.
CIRCUITOS INTEGRADOS
CIRCUITOS INTEGRADOS
El así llamado circuito integrado de silicio es un dispositivo de
diminutas dimensiones constituido por millones de transistores. Éstos funcionan
como interruptores encargados de controlar el flujo de electricidad dentro del
chip, haciendo posible la manipulación del código binario.
INDUCTORES
Cuando la corriente
fluye en un conductor (o una bobina), se desarrolla un campo magnético en torno
al alambre (o la bobina). Cuando se incrementa la corriente, el flujo aumenta.
Un incremento en el flujo magnético genera un voltaje en el alambre o el
devanado con una polaridad que se opone al cambio de flujo. La capacidad da una
bobina para oponerse a ese cambio se denomina autoinductancia, o bien, de modo
mas común, inductancia; las bobinas se llaman inductores.
Cuanto mayor sea el
flujo, tanto mayor será la inductancia. Puesto que las bobinas de núcleo de
hierro desarrollan más flujo, su inductancia es más alta que la de las bobinas
de núcleo de aire.
Puesto que la
cantidad de flujo en el hierro se determina por la región del lazo de
histéresis que se atraviesa, la inductancia de las bobinas de núcleo magnético
depende de muchos factores y es variable.
Cuando dos bobinas se enlazan mediante un campo magnético común (transformador), la medida de la interacción de flujo magnético entre las dos bobinas se denomina inductancia mutua. La unidad de inductancia (L) es el henry (H); son muy comunes inductores de milihenry (mH) y microhenry (m H).
Transistores
Transistores.- Dispositivos con
propiedades de ganacia similares a los antiguos tubos de vacío.
Normalmente se contruyen en germanio o silicio, materiales que son
semiconductores adecuados para aplicarlos a los transistores. Experimentalmente
se utilizan tambien compuestos de galio y de arsénico.
Este excepcional
Circuito Integrado muy difundido en nuestros días nació hace 30 años y continúa
utilizándose actualmente.
El temporizador 555
se puede conectar para que funcione de diferentes maneras, entre los mas
importantes están: como multivibrador astable
. 
Descripción de las patillas o pines del 555
1. Tierra o masa
2. Disparo: Es en esta patilla, donde se establece el inicio del tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monostable. Este proceso de disparo ocurre cuando este pin va por debajo del nivel de 1/3 del voltaje de alimentación. Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez.
3. Salida: Aqui veremos el resultado de la operación del temporizador, ya sea que este conectado como monostable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje de aplicación (Vcc) menos 1.7 Voltios. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla # 4 (reset)
4. Reset: Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida # 3 a nivel bajo. Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee"
5. Control de voltaje: Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la practica como Vcc -1 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2 Voltios). Así es posible modificar los tiempos en que la patilla # 3 esta en alto o en bajo independiente del diseño (establecido por las resistencias y condensadores conectados externamente al 555). El voltaje aplicado a la patilla # 5 puede variar entre un 45 y un 90 % de Vcc en la configuracion monostable. Cuando se utiliza la configuracion astable, el voltaje puede variar desde 1.7 voltios hasta Vcc. Modificando el voltaje en esta patilla en la configuracion astable causará la frecuencia original del astable sea modulada en frecuencia (FM). Si esta patilla no se utiliza, se recomienda ponerle un capacitor de 0.01uF para evitar las interferencias
6. Umbral: Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida (Pin # 3) a nivel bajo bajo
7. Descarga: Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento.
8. V+: Tambien llamado Vcc, es el pin donde se conecta el voltaje de alimentacion que va de 4.5 voltios hasta 16 voltios (máximo). Hay versiones militares de este integrado que llegan hasta 18 Voltios
diodo LED
(Light Emiter Diode - diodo emisor de luz)
Si
alguna vez has visto, unas pequeñas luces de diferentes colores que se
encienden y apagan, en algún circuito electrónico, sin lugar a dudas has visto
los diodo LED en funcionamiento.
El
LED es un tipo especial de
diodo, que trabaja como un diodo común, pero que al ser atravezado por
la corriente emite luz.
Existen
diodos LED es de varios colores
y estos dependen del material con el cual fueron construidos. Hay de color rojo, verde, amarillo,
ambar, infrarrojo.
Debe
de escogerse bien la corriente que atraviesa el LED para obterener una buena intensidad luminosa. El LED tiene un voltaje de operación que
va de 1.5 V a 2.2 Voltios.
aproximadamente y la gama de corrientes que debe circular por el va de 10 mA a 20 mA en los diodos de color rojo y de entre 20 mA y 40 mA para los otros LEDs.
Tiene enormes ventajas sobre las lámparas indicadoras comunes, como son su bajo consumo de energía, su mantenimiento casi nulo y con una vida aproximada de 100,000 horas.
¿Qué Aplicaciones tiene el diodo LED?
Se
utiliza ampliamente en aplicaciones visuales, como indicadoras de cierta
situación específica de funcionamiento.
Ejemplos: se utilizan para desplegar contadores, para
indicar la polaridad de una fuente de alimentación de corriente directa, para
indicar la actividad de una fuente de corriente alterna
Símbolo del diodo LED 
diodo Zener
Es un tipo especial de diodo que diferencia del funcionamiento de los diodos comunes, como el diodo rectificador, en donde se aprovechan sus características de polarización directa y polarización inversa, el diodo Zener siempre se utiliza en polarización inversa, en donde la corriente desea circular en contra de la flecha que representa el mismo diodo.
Flujo normal de corriente en un diodo
zener
¿Qué aplicaciones
tiene el diodo Zener? La
principal aplicación que se le da al diodo Zener es la de regulador.
Símbolo del diodo zener ( A -
ánodo K - cátodo) 
Switch NA
Se utiliza en circuitos para activar una operación
(cerrando el circuito).
Es una barra que en la parte superior tiene un boton
y en la parte superior
tiene dos terminales.
Relevador
Al aplicarle
una pequeña cantidad de voltaje, para manejar grandes cantidades de
voltaje,
utilizado en diversos circuitos.
Al cubo de
plastico que en su interior cuenta con un sistema (electroimán), con
cuatro o mas terminales.
Transformador
Todos los
aparatos electricos lo contienen, debido a que transforma la corriente
y el voltaje.
Es un
dispositivo que cuenta con una bobina de cable situada junto a una o varias
bobinas mas,
que se utilizan para unir dos o mas circuitos de corriente alterna
aprovechando el efecto de inducción entre las bobinas.
Interruptor
|
Es un dispositivo que esta formado por dos contactos. Su funcion es cesar o cortar |
la corriente
debido a su funcion tan sencilla lo podemos encontrar en cualquier tipo
aparatos
electricos.
FUSIBLE
Es un dispositivo que es utilizado para proteger los dispositivos electricos de voltajes repentinos.
ANTENA
Es un componente por el cual interceptan señales de radio que pasan atravez del espacio.
LAMPARA
Es un componente por medio del cual pasa energia electrica transformandola en energia luminosa.
TRIAC
Es un tiristor
que controla el funcionamiento de algun circuito por medio del disparo.
PUENTE RECTIFICADOR
Consiste en un
dispositivo que consta de cuatro diodos que rectifica la corriente alterna. Se
aplica en fuentes de poder.
MOTOR
Dispositivo
electro-mecanico que transforma la energia electrica en energia mecanica por
medio de su bobinado que genera un campo magnetico.
Utilizado en
la industria.
